هڪ وڏي پيماني تي ورهايل مٽي معدنيات، α-لوھ-(III) آڪسي هائيڊرو آڪسائيڊ، ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ جي فارمڪ ايسڊ ۾ فوٽو ريڊڪشن لاءِ هڪ ري سائيڪل ٿيندڙ ڪيٽالسٽ طور مليو. ڪريڊٽ: پروفيسر ڪازوهيڪو ميدا
فارمڪ ايسڊ (HCOOH) جهڙن منتقل ٿيندڙ ايندھن ۾ CO2 جي فوٽو ريڊڪشن فضا ۾ وڌندڙ CO2 جي سطح کي منهن ڏيڻ جو هڪ سٺو طريقو آهي. هن ڪم ۾ مدد ڪرڻ لاءِ، ٽوڪيو انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي جي هڪ ريسرچ ٽيم هڪ آساني سان دستياب لوهه تي ٻڌل معدنيات کي چونڊيو ۽ ان کي هڪ اليومنا سپورٽ تي لوڊ ڪيو ته جيئن هڪ ڪيٽالسٽ تيار ڪري سگهجي جيڪو CO2 کي موثر طريقي سان HCOOH ۾ تبديل ڪري سگهي ٿو، تقريبن 90٪ چونڊ!
اليڪٽرڪ گاڏيون ڪيترن ئي ماڻهن لاءِ هڪ پرڪشش آپشن آهن، ۽ هڪ اهم سبب اهو آهي ته انهن ۾ ڪاربن جو اخراج نه ٿيندو آهي. جيتوڻيڪ، ڪيترن ئي لاءِ هڪ وڏو نقصان انهن جي رينج جي کوٽ ۽ ڊگهي چارجنگ وقت آهي. هي اهو هنڌ آهي جتي پيٽرول وانگر مائع ايندھن جو هڪ وڏو فائدو آهي. انهن جي اعلي توانائي جي کثافت جو مطلب آهي ڊگهيون رينجون ۽ جلدي ايندھن ڀرڻ.
پيٽرول يا ڊيزل کان ٻئي مائع ايندھن تي سوئچ ڪرڻ سان ڪاربن جي اخراج کي ختم ڪري سگهجي ٿو جڏهن ته مائع ايندھن جا فائدا برقرار رکي سگهجن ٿا. مثال طور، هڪ ايندھن سيل ۾، فارمڪ ايسڊ پاڻي ۽ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ ڇڏڻ دوران هڪ انجن کي طاقت ڏئي سگهي ٿو. جڏهن ته، جيڪڏهن فارمڪ ايسڊ فضائي CO2 کي HCOOH تائين گهٽائڻ سان پيدا ڪيو وڃي ٿو، ته پوءِ صرف خالص پيداوار پاڻي آهي.
اسان جي ماحول ۾ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ جي سطح ۾ واڌ ۽ گلوبل وارمنگ ۾ انهن جو حصو هاڻي عام خبرون آهن. جيئن محققن مسئلي جي مختلف طريقن سان تجربا ڪيا، هڪ مؤثر حل سامهون آيو - فضا ۾ اضافي ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ کي توانائي سان مالا مال ڪيميڪلز ۾ تبديل ڪرڻ.
سج جي روشني ۾ CO2 جي فوٽو ريڊڪشن ذريعي فارمڪ ايسڊ (HCOOH) جهڙن ايندھن جي پيداوار تازو ئي تمام گهڻو ڌيان ڇڪايو آهي ڇاڪاڻ ته هن عمل جو ٻٽو فائدو آهي: اهو اضافي CO2 جي اخراج کي گهٽائي ٿو ۽ توانائي جي کوٽ کي گهٽائڻ ۾ پڻ مدد ڪري ٿو جيڪا اسان هن وقت منهن ڏئي رهيا آهيون. اعليٰ توانائي جي کثافت سان هائيڊروجن لاءِ هڪ بهترين ڪيريئر جي طور تي، HCOOH صرف پاڻي کي ضمني پيداوار طور جاري ڪندي جلن ذريعي توانائي فراهم ڪري سگهي ٿو.
هن منافعي بخش حل کي حقيقت بڻائڻ لاءِ، سائنسدانن فوٽوڪيٽيليٽڪ سسٽم تيار ڪيا آهن جيڪي سج جي روشني جي مدد سان ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ کي گهٽائين ٿا. هن سسٽم ۾ هڪ روشني جذب ڪندڙ سبسٽريٽ (يعني، هڪ فوٽوسينسٽائيزر) ۽ هڪ ڪيٽالسٽ شامل آهي جيڪو CO2 کي HCOOH ۾ گهٽائڻ لاءِ گهربل گھڻن اليڪٽران جي منتقلي کي فعال بڻائي ٿو. ۽ اهڙي طرح مناسب ۽ ڪارآمد ڪيٽالسٽ جي ڳولا شروع ڪئي!
عام طور تي استعمال ٿيندڙ مرڪب انفوگرافڪس استعمال ڪندي ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ جي فوٽوڪيٽيليٽڪ گهٽتائي. ڪريڊٽ: پروفيسر ڪازوهيڪو ميدا
انهن جي ڪارڪردگي ۽ امڪاني ري سائيڪليبلٽي جي ڪري، مضبوط ڪيٽالسٽ هن ڪم لاءِ بهترين اميدوار سمجهيا وڃن ٿا، ۽ ڪيترن سالن کان، ڪيترن ئي ڪوبالٽ، مينگنيز، نڪل ۽ لوهه تي ٻڌل ڌاتو-نامياتي فريم ورڪ (MOFs) جي ڪيٽالسٽ صلاحيتن کي ڳوليو ويو آهي، جن مان بعد ۾ ٻين ڌاتو تي ڪجهه فائدا آهن. بهرحال، اڪثر لوهه تي ٻڌل ڪيٽالسٽ جيڪي اڃا تائين رپورٽ ڪيا ويا آهن اهي صرف ڪاربان مونو آڪسائيڊ کي مکيه پيداوار طور پيدا ڪن ٿا، نه ته HCOOH.
جڏهن ته، هي مسئلو ٽوڪيو انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي (ٽوڪيو ٽيڪ) جي محققن جي هڪ ٽيم پاران پروفيسر ڪازوهيڪو ميدا جي اڳواڻي ۾ جلدي حل ڪيو ويو. ڪيميڪل جرنل اينجيونڊٽي ڪيمي ۾ شايع ٿيل هڪ تازي مطالعي ۾، ٽيم α-آئرن (III) آڪسي هائيڊروڪسائيڊ (α-FeO​OH؛ جيوتائٽ) استعمال ڪندي هڪ ايلومينا (Al2O3) جي مدد سان لوهه تي ٻڌل ڪيٽالسٽ جو مظاهرو ڪيو. ناول α-FeO​OH/Al2O3 ڪيٽالسٽ شاندار CO2 کان HCOOH تبديلي جي ڪارڪردگي ۽ بهترين ري سائيڪليبلٽي ڏيکاري ٿو. جڏهن انهن کان ڪيٽالسٽ جي چونڊ بابت پڇيو ويو، پروفيسر ميدا چيو: "اسان CO2 فوٽو ريڊڪشن سسٽم ۾ ڪيٽالسٽ جي طور تي وڌيڪ گهڻائي عنصرن کي ڳولڻ چاهيون ٿا. اسان کي هڪ مضبوط ڪيٽالسٽ جي ضرورت آهي جيڪو فعال، ري سائيڪل، غير زهر ۽ سستو هجي. اهو ئي سبب آهي ته اسان پنهنجي تجربن لاءِ گوئٿائٽ وانگر وڏي پيماني تي ورهايل مٽي معدنيات کي چونڊيو."
ٽيم پنهنجي ڪيٽالسٽ کي سنٿيسائيز ڪرڻ لاءِ هڪ سادي امپريگنيشن طريقو استعمال ڪيو. پوءِ انهن لوهه جي مدد سان Al2O3 مواد استعمال ڪيو ته جيئن روٿينيم تي ٻڌل (Ru) فوٽوسينسٽائيزر، اليڪٽران ڊونر، ۽ 400 نانو ميٽر کان وڌيڪ طول موج سان نظر ايندڙ روشني جي موجودگي ۾ ڪمري جي حرارت تي فوٽوڪيٽيليٽڪ طور تي CO2 کي گهٽائي سگهجي.
نتيجا تمام گهڻا حوصلا افزا آهن. مکيه پراڊڪٽ HCOOH لاءِ انهن جي سسٽم جي چونڊ 80-90٪ هئي جنهن جي ڪوانٽم پيداوار 4.3٪ هئي (سسٽم جي ڪارڪردگي کي ظاهر ڪندي).
هي مطالعو پنهنجي قسم جو پهريون لوهه تي ٻڌل مضبوط ڪيٽالسٽ پيش ڪري ٿو جيڪو هڪ موثر فوٽوسينسٽائيزر سان جوڙيل HCOOH پيدا ڪري سگهي ٿو. اهو مناسب سپورٽ مواد (Al2O3) جي اهميت ۽ فوٽو ڪيميڪل گهٽائڻ واري رد عمل تي ان جي اثر تي پڻ بحث ڪري ٿو.
"هن تحقيق مان حاصل ٿيندڙ بصيرت ڪاربن ڊاءِ آڪسائيڊ جي ٻين مفيد ڪيميڪلز ۾ فوٽو ريڊڪشن لاءِ نوان نوبل ڌاتو کان پاڪ ڪيٽالسٽ تيار ڪرڻ ۾ مدد ڪري سگهن ٿيون." اسان جي تحقيق ڏيکاري ٿي ته سائي توانائي جي معيشت جو رستو پيچيده ناهي. ڪيٽالسٽ تيار ڪرڻ جا سادا طريقا به بهترين نتيجا ڏئي سگهن ٿا، ۽ اهو چڱيءَ طرح معلوم آهي ته زمين تي موجود مرکبات، جيڪڏهن الومينا جهڙن مرکبات جي مدد سان هجن، ته انهن کي CO2 جي گھٽتائي لاءِ چونڊيل ڪيٽالسٽ طور استعمال ڪري سگهجي ٿو،" پروفيسر ميدا نتيجو ڪڍيو.
حوالا: ”ايلومينا-سپورٽ ٿيل الفا-آئرن (III) آڪسي هائيڊروڪسائيڊ جيئن ته ريسائيڪل لائق سولڊ ڪيٽالسٽ لاءِ CO2 ڦوٽو ريڊڪشن انڊر ويزيبل لائيٽ“ طرفان Daehyeon An, Dr. Shunta Nishioka, Dr. Shuhei Yasuda, Dr Tomoki Kanazawa, Dr. Yoshinobu Kamakura, Pro. Shukoyu, Pro. Shuhinobu Kamakura, Pro. Nozawa، پروفيسر Kazuhiko Maeda، 12 مئي 2022، Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
"اتي اهو آهي جتي پيٽرول وانگر مائع ايندھن جو وڏو فائدو آهي. انهن جي اعلي توانائي جي کثافت جو مطلب آهي ڊگهي رينج ۽ جلدي ايندھن ڀرڻ."
ڪجھ انگن بابت ڪيئن؟ فارمڪ ايسڊ جي توانائي جي کثافت پيٽرول جي مقابلي ۾ ڪيئن آهي؟ ڪيميائي فارمولي ۾ صرف هڪ ڪاربان ايٽم سان، مون کي شڪ آهي ته اهو پيٽرول جي ويجهو به ايندو.
ان کان علاوه، بوءِ تمام زهريلي آهي ۽، هڪ تيزاب جي طور تي، اهو پيٽرول کان وڌيڪ corrosive آهي. اهي ناقابل حل انجنيئرنگ مسئلا نه آهن، پر جيستائين فارمڪ ايسڊ رينج وڌائڻ ۽ بيٽري ريفيولنگ ​​وقت گهٽائڻ ۾ اهم فائدا پيش نٿو ڪري، اهو شايد ڪوشش جي لائق نه آهي.
جيڪڏهن انهن مٽيءَ مان گوئٿائيٽ ڪڍڻ جو منصوبو ٺاهيو، ته اهو هڪ توانائي جي ضرورت واري کان کني جو آپريشن هوندو ۽ ممڪن طور تي ماحول کي نقصان پهچائيندو.
اهي مٽيءَ ۾ گھڻي گوئٿائيٽ جو ذڪر ڪري سگھن ٿا ڇاڪاڻ ته مون کي شڪ آهي ته ضروري خام مال حاصل ڪرڻ ۽ گوئٿائيٽ کي گڏ ڪرڻ لاءِ انهن تي رد عمل ظاهر ڪرڻ لاءِ وڌيڪ توانائي جي ضرورت پوندي.
عمل جي پوري زندگي جي چڪر کي ڏسڻ ۽ هر شيءِ جي توانائي جي قيمت جو حساب لڳائڻ ضروري آهي. ناسا کي مفت لانچ جهڙي ڪا به شيءِ نه ملي. ٻين کي اهو ذهن ۾ رکڻ جي ضرورت آهي.
سائنس ٽيڪ ڊيلي: 1998 کان وٺي بهترين ٽيڪ خبرن جو گھر. اي ميل يا سوشل ميڊيا ذريعي تازين ٽيڪ خبرن سان باخبر رهو.
صرف BBQ جي دونھين ۽ نشي آور ذائقن بابت سوچڻ گھڻن ماڻھن کي ٿڪائڻ لاءِ ڪافي آھي. اونهارو اچي ويو آھي، ۽ گھڻن لاءِ...